(57)【要約】【課題】  柔軟性、耐キズ性・耐摩耗性に優れた表層、およびトナーリリース性に優れた最表層を有する加熱定着部材を備え、高画質なトナー定着画像を得ることができ、かつその使用耐久性の高い定着装置を提供することである。【解決手段】  加熱定着部材と、該加熱定着部材に圧接される加圧定着部材とを有する定着装置において、加熱定着部材は、表面酸化処理されたカーボンブラックが分散されたフルオロエラストマー表層を少なくとも具備し、該加熱定着部材の表面に不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを塗布するオイル供給手段を備えることを特徴とする定着装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱定着部材と、該加熱定着部材に圧接される加圧定着部材とを有する定着装置において、加熱定着部材は、表面酸化処理されたカーボンブラックが分散されたフルオロエラストマー表層を少なくとも具備し、該加熱定着部材の表面に、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを塗布するオイル供給手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記表面酸化処理されたカーボンブラックのｐＨ値が、２〜４の範囲である請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記表面酸化処理されたカーボンブラックの比表面積（ＳＴＳＡ）が、５０〜４００ｍ２／ｇの範囲である請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記表面酸化処理されたカーボンブラックの配合量が、架橋することによりフルオロエラストマーとなるフルオロポリマー１００質量部に対して、０．１〜５質量部の範囲であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルが、分子内に少なくとも１つビニル基を有するジメチルシリコーンオイルであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
請求項５記載の分子内に少なくとも１つビニル基を有するジメチルシリコーンオイルの粘度が、１００〜２００００ｍｍ２／ｓ（２５℃）の範囲である請求項１記載の定着装置。
【請求項７】
前記オイル供給手段の供給量が、Ａ４用紙１枚に相当する面積あたり平均で０．０１〜１ｍｇの範囲であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項８】
前記オイル供給手段は、耐熱性繊維にて形成されるウェブに予め前記不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを含有させたものであり、該ウェブを前記加熱定着部材に圧接しながらオイルを供給するものである請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱定着部材の表層フルオロエラストマーが、分子内にヨウ素および臭素の少なくとも何れか一方を有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体からなるフルオロポリマーをラジカル架橋することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１または４記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項９記載のフルオロエラストマー表層と、液状シリコーンポリマーが該フルオロエラストマーと化学結合することにより該表層上に形成された最表層とを具備することを特徴とする請求項１または４記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加熱定着部材が、円筒基材と、耐熱性および熱伝導性を有するシリコーンゴムからなる基層と、フルオロエラストマーからなる表層と、シリコーンポリマーからなる最表層から構成され、フルオロエラストマー表層の厚みとシリコーンポリマー最表層の厚みの合計が、５〜１００μmの範囲である請求項１または１０記載の定着装置。
【請求項１２】
前記加熱定着部材が、ローラ形状である請求項１、４、９、１０、または１１記載の定着装置。
【請求項１３】
前記加熱定着部材が、ベルト形状である請求項１、４、９、１０、または１１記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンター（ＬＢＰ）等の電子写真画像形成装置において使用される定着装置、特に表層がフルオロエラストマーからなる加熱定着部材を備えた定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、ＬＢＰ等の電子写真画像形成装置には、静電的にトナー画像が形成された紙またはＯＨＰシートなどの記録材に熱と圧力を加え、記録材上にトナーを定着させる装置が必要である。これは、加熱加圧定着装置、または単に定着装置と呼ばれる。この定着装置は、一対の圧接された回転体を有しており、未定着トナーを有する記録材がこの回転体間に狭持、搬送される。回転体間の圧接部分は、ニップと呼ばれ、未定着トナーは、このニップ内において加熱され、軟化し、圧力により記録材へ押し付けられ、その後冷却・固化を経て、記録材上に半永久画像として定着される。
【０００３】
一般に、未定着トナーと接する上側の回転体には、ローラ、ベルト、フィルムなど多様な形態のものが用いられており、ローラの形態である場合、定着ローラと呼ばれ、ベルトの形態である場合、定着ベルトと呼ばれる。ローラの形態は加熱定着部材の熱容量が大きい等のために、比較的コピーあるいはプリントスピードの速い高速機で用いられることが多く、ベルトあるいはフィルムの形態は熱容量が小さい等のためにウォームアップタイムが短く、低速機で用いられることが多い。また、未定着トナーと接することの少ない下側の回転体にも、ローラ、ベルトの形態などが用いられており、それぞれ加圧ローラ、加圧ベルトと呼ばれる。定着ローラと定着ベルトを総して加熱定着部材、また加圧ローラと加圧ベルトを総して加圧定着部材と呼ばれる。
【０００４】
これらトナーを熱と圧力により定着させる加熱定着部材は、円筒基材上に、耐熱性の弾性体あるいは樹脂からなる層を、単層または多層に積層して形成される。これらの層のなかでも、特に表層は未定着トナー画像に近接するため、定着画像の画質等に対して大きな影響を及ぼす。
【０００５】
一般に、弾性体層に用いられる材料としては、シリコーンゴムまたはフルオロエラストマー（フッ素ゴム）が例示される。シリコーンゴムおよびフルオロエラストマーは、耐熱性、耐化学薬品性に優れ、弾性体層の材料として用いた場合に、その柔軟性を長期に渡り保持することができる。上記弾性体以外に、加熱定着部材の表層にフッ素樹脂が用いられることもある。フッ素樹脂は、耐熱性、耐化学薬品性に優れ、また、優れた非粘着性を有し、低摩擦・低摩耗性を有しているものの、その硬度は高く、柔軟性に乏しい。
【０００６】
表層の柔軟性は、定着後の画質に影響する。高精度にトナーを定着させるには、柔軟な弾性体からなる表層が望ましく、前述したシリコーンゴムおよびフルオロエラストマーが適している。
【０００７】
定着後の画質に影響を及ぼす柔軟性のほかに、表層に要求される重要な特性として、トナーリリース性と耐キズ性・耐磨耗性がある。トナーリリース性とは、トナーの付着し難さのことである。トナーが付着しやすい場合、つまりトナーリリース性が悪い場合には、定着画像にトナーの抜けが生じたり、加熱定着部材表面上に付着したトナーが再び記録材に定着してしまい、トナー汚れを引き起こしたりする。これらは、トナーオフセットと呼ばれる。
【０００８】
加熱定着部材の表層は、未定着トナーと近接するため、優れたトナーリリース性が要求される。
【０００９】
特に、フルカラー画像形成装置においては、モノクロに比べて、表層には高いトナーリリース性が要求される。なぜなら、フルカラー画像形成装置においては、記録材上に多種のトナー、すなわちブラック、シアン、マゼンタ、イエロートナーが積層された静電画像を定着することが必要であり、使用されるトナーには、加熱・加圧時に混色性が良好であることが要求され、溶融性の高いトナーが用いられるからである。
【００１０】
フルカラー画像形成装置の定着装置においては従来、トナーリリースを補助する目的で、無官能ジメチルシリコーンオイル、または変性シリコーンオイルを常時一定量塗布することが行われているが、塗布量が多い場合には、定着後画像である紙などの記録材表面におけるオイルべたつきが生じ、ペンなどによる加筆がしにくくなることがあった。
【００１１】
次に、耐キズ性・耐磨耗性とは、キズの付きにくさ、摩耗し難さのことである。表層にはウェブ、オイル塗布部材、サーミスタなどが当接されていることが多く、これら当接部材との摩擦により、キズが付いたり、摩耗したりすることがある。また、記録材をニップにより狭持し、搬送する際にも、記録材との間に摩擦が生じ、同様の現象が引き起こされる可能性がある。このようにキズがついたり、摩耗したりすると、表層の表面に凹凸が生じる。
【００１２】
特に、加熱定着部材の表層に凹凸が生じると、そこに微少のオフセットトナーが蓄積し、トナーオフセットを引き起こし、画像不良となる。
【００１３】
したがって、表層に用いる材料には、柔軟性、トナーリリース性、および耐キズ性・耐摩耗性が要求される。
【００１４】
これら三つの要求特性のうち、柔軟性と耐キズ性・耐摩耗性に優れる材料の一つとして、フルオロエラストマーを挙げることができる。
【００１５】
これまで表層に用いるフルオロエラストマーとしては、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの二元共重合体、あるいはビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとの三元共重合体からなるフルオロポリマーに補強の目的でカーボンブラックを配合したものをポリアミン架橋あるいはポリオール架橋したものが主に提案されているが、このフルオロエラストマー表層のみでは、表面エネルギーが高いために、十分なトナーリリース性が得られないという問題があった。この問題を解決するために、フルオロエラストマー表面とトナーとの間に低表面エネルギーの界面バリア層を介在させることが考えられ、以下に示すような手段が提案されている。
【００１６】
例えば、エラストマー表層が、フッ化ビニリデンが４０モル％未満の量で存在するポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）からなり、そこには、前記エラストマーとは実質的に非反応性である金属酸化物が官能基含有高分子剥離剤と相互作用して前記エラストマー表層とトナーとの間に界面バリア層を付与するのに十分な量で存在する融着部材（特公平07-076856号）が挙げられる。
【００１７】
また、定着後画像である紙などの記録材の表面べたつきを改善する手段として、フッ素ゴムとの混合率が０．３乃至１０重量％となるようにフッ素系界面活性剤を含有した耐熱性フッ素ゴム層を周面に備え、該耐熱性フッ素ゴム層の表面に、変性シリコーンオイルをＡ４用紙１枚に相当する面積あたり平均で０．０３乃至５ｍｇの塗布量となるように供給する離型剤供給手段を有する定着装置が提案されている（特開平10-020699）。
【００１８】
これらの先行技術は、フルオロエラストマー表層中に分散された金属酸化物と、外部から供給される変性シリコーンオイルとの相互作用によって両者の間に生じる分子間力等により、フルオロエラストマー表層上に変性シリコーンオイルの界面バリア層を形成し、保持している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来例において用いられている変性シリオーンオイルは、自己反応性が高く、耐熱性にあまり優れていないために、変色やゲル化を起こすことがあり、定着後の画像に悪影響を及ぼすことがあった。また、フルオロエラストマー表層と変性シリコーンオイル界面バリア層の間に生じる分子間力等は、比較的小さいために、変性シリコーンオイルが表層から脱離しやすく、多量の変性シリコーンオイルを常時供給していなければならないことがあった。そこで、本発明は、このような問題点を解決する手段を提供するものである。
【００２０】
本出願に係る第一の発明の目的は、柔軟性、耐キズ性・耐摩耗性に優れた表層、およびトナーリリース性に優れた最表層を有する加熱定着部材を備え、高画質なトナー定着画像を得ることができ、かつその使用耐久性の高い定着装置を提供することである。
【００２１】
本出願に係る第二の発明の目的は、外部から供給される不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとの十分な反応性を有する表面酸化処理されたカーボンブラックを提供することである。
【００２２】
本出願に係る第三の発明の目的は、外部から供給される不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとの十分な反応部位を有する表面酸化処理されたカーボンブラックを提供することである。
【００２３】
本出願に係る第四の発明の目的は、表面酸化処理されたカーボンブラックを配合することで、フルオロエラストマー表層の表面エネルギー的なトナーリリース性に悪影響を及ぼさないことである。
【００２４】
本出願に係る第五の発明の目的は、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルのうち、特に耐熱性に優れたオイルを提供することである。
【００２５】
本出願に係る第六の発明の目的は、加熱定着部材の表面に外部から有効に供給できる不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを提供することである。
本出願に係る第七の発明の目的は、加熱定着部材表面に外部から供給するオイルの量が微少であり、定着後の紙などの記録材表面にオイルべたつきが生じない定着装置を提供することである。
【００２６】
本出願に係る第八の発明の目的は、定着後の紙などの記録材表面にオイルべたつきが生じないオイル供給手段を提供することである。
【００２７】
本出願に係る第九の発明の目的は、表面エネルギーが比較的低く、トナーリリース性に比較的優れたフルオロエラストマー表層を提供することである。
【００２８】
本出願に係る第十の発明の目的は、初期において、表面エネルギーが低く、トナーリリース性に優れた加熱定着部材を備えた定着装置を提供することである。
【００２９】
本出願に係る第十一の発明の目的は、表面への熱伝達性に優れた加熱定着部材を備えた定着装置を提供することである。
【００３０】
本出願に係る第十二の発明の目的は、高速機に適した定着装置を提供することである。
【００３１】
本出願に係る第十三の発明の目的は、低速機に適した定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的を達成するための本出願に係る第一の発明は、加熱定着部材と、該加熱定着部材に圧接される加圧定着部材とを有する定着装置において、加熱定着部材は、表面酸化処理されたカーボンブラックが分散されたフルオロエラストマー表層を少なくとも具備し、該加熱定着部材の表面に、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを塗布するオイル供給手段を備えることを特徴とする定着装置であって、フルオロエラストマー表層中に存在する表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面の酸素含有官能基と外部から供給される不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルが反応し、フルオロエラストマー表層上に化学結合によってシリコーンポリマー最表層を常時形成することができるため、柔軟性、耐キズ性・耐摩耗性に優れた表層、およびトナーリリース性に優れた最表層を有する加熱定着部材を備え、高画質なトナー定着画像を得ることができ、かつその使用耐久性の高い定着装置を提供することができる。
【００３３】
次に、上記目的を達成するための本出願に係る第二の発明は、前記表面酸化処理されたカーボンブラックのｐＨ値が、２〜４の範囲である定着装置であって、外部から供給される不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとの十分な反応性を有する表面酸化処理されたカーボンブラックを提供することができる。
【００３４】
次に、上記目的を達成するための本出願に係る第三の発明は、前記表面酸化処理されたカーボンブラックの比表面積（ＳＴＳＡ）が、５０〜４００ｍ２／ｇの範囲である定着装置であって、外部から供給される不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとの十分な反応部位を有する表面酸化処理されたカーボンブラックを提供することができる。
【００３５】
次に上記目的を達成するための第四の発明は、前記表面酸化処理されたカーボンブラックの配合量が、架橋することによりフルオロエラストマーとなるフルオロポリマー１００質量部に対して、０．１〜５質量部の範囲である定着装置であって、表面酸化処理されたカーボンブラックの配合量を少なくすることで、フルオロエラストマー表層の表面エネルギー的なトナーリリース性に悪影響を及ぼさないことができる。
【００３６】
次に上記目的を達成するための第五の発明は、前記不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルが、分子内に少なくとも１つビニル基を有するジメチルシリコーンオイルであることを特徴とする定着装置であって、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルのうち、特に耐熱性に優れたオイルを提供することができる。
【００３７】
次に上記目的を達成するための第六の発明は、分子内に少なくとも１つビニル基を有するジメチルシリコーンオイルの粘度が、１００〜２００００ｍｍ２／ｓ（２５℃）の範囲である定着装置であって、加熱定着部材の表面に外部から有効に供給できるオイルを提供することができる。
【００３８】
次に上記目的を達成するための第七の発明は、前記オイル供給手段の供給量が、Ａ４用紙１枚に相当する面積あたり平均で０．０１〜１ｍｇの範囲である定着装置であって、オイルの供給量が微少であり、定着後の紙などの記録材表面にオイルべたつきが生じない定着装置を提供することができる。
【００３９】
次に上記目的を達成するための第八の発明は、前記オイル供給手段は、耐熱性繊維にて形成されるウェブに予め前記不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを含有させたものであり、該ウェブを前記加熱定着部材に圧接しながらオイルを供給する定着装置であって、定着後の紙などの記録材表面にオイルべたつきが生じないオイル供給手段を提供することができる。
【００４０】
次に上記目的を達成するための第九の発明は、前記加熱定着部材の表層フルオロエラストマーが、分子内にヨウ素および臭素の少なくとも何れか一方を有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体からなるフルオロポリマーをラジカル架橋することにより形成された定着装置であって、表面エネルギーが比較的低く、トナーリリース性に比較的優れたフルオロエラストマー表層を提供することができる。
【００４１】
次に上記目的を達成するための第十の発明は、第九の発明記載のフルオロエラストマー表層と、液状シリコーンポリマーが該フルオロエラストマーと化学結合することにより該表層上に形成された最表層とを具備することを特徴とする定着装置であって、初期において、表面エネルギーが低く、トナーリリース性に優れた加熱定着部材を備えた定着装置を提供することができる。
【００４２】
次に上記目的を達成するための第十一の発明は、前記加熱定着部材が、円筒基材と、耐熱性および熱伝導性を有するシリコーンゴムからなる基層と、フルオロエラストマーからなる表層と、シリコーンポリマーからなる最表層から構成され、フルオロエラストマー表層の厚みとシリコーンポリマー最表層の厚みの合計が、５〜１００μmの範囲である定着装置であって、加熱定着部材表面への熱伝達性に優れた定着装置を提供することができる。
【００４３】
次に上記目的を達成するための第十二の発明は、前記加熱定着部材が、ローラ形状である請求項１、４、９、１０、または１１記載の定着装置であって、高速機に適した定着装置を提供することができる。
【００４４】
次に上記目的を達成するための第十三の発明は、前記加熱定着部材が、ベルト形状である請求項１、４、９、１０、または１１記載の定着装置であって、低速機に適した定着装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００４５】
以上説明したように、本発明の表層に表面酸化処理されたカーボンブラックが分散されたフルオロエラストマーを用いた加熱定着部材と、この加熱定着部材表面に不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを塗布するオイル供給手段を備えた定着装置によって、柔軟性、耐キズ性・耐摩耗性に優れた表層、およびトナーリリース性に優れた最表層を有する加熱定着部材を備え、高画質のトナー定着画像を得ることができ、かつその使用耐久性の高い定着装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
次に、本発明についてさらに詳細な説明を行う。
【００４７】
本発明のフルオロエラストマー表層に分散させる表面酸化処理されたカーボンブラックとは、一般的にはカラー（インキ）用カーボンブラックと呼ばれているものに属しており、その中でも特に、製造時に後処理として酸化処理が施されているものである。これらは主にプラスチックや塗料、インキなどに着色の目的で配合されている。その種類としては、製造方法の違いにより、チャンネルブラック、ファーネスブラックなどを挙げることができるが、現在ではカーボンブラック製造時の環境汚染問題がないファーネスブラックが多く使用されている。このカラー用ファーネスブラックのうち、表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面には、水酸基、カルボキシル基、キノン基などの酸素含有官能基が多数存在しており、これらの酸素含有官能基から水素イオン（Ｈ＋）がある濃度で放出されることから、酸性カーボンと呼ばれることもある。この表面酸化処理されたカーボンブラックは、その粒子表面に少数存在する水素、多数存在する酸素含有官能基のために、若干のラジカル反応性、およびある程度のイオン反応性を有している。カーボン粒子表面に存在する酸素含有官能基の量は、カーボンブラックを加熱した時の揮発分％で評価される。加熱条件としては、一般的に、９５０℃で７分間程度である。表面酸化処理されたカーボンブラックの揮発分は、１〜１１％程度であり、他の表面酸化処理されていないカーボンブラックに比べて概ね少なくとも１０倍以上になっている。このため、ｐＨ値は酸性の領域に入る。なお、このような酸性カーボンブラックの一次粒子径は、１０〜１００ｎｍ程度である。
【００４８】
一般的にフルオロエラストマーに配合されているカーボンブラックは、ミディアムサーマルカーボンブラック（ＭＴカーボン）と呼ばれているものであり、上記ファーネスブラックとは製造法が異なり、比較的低価格で、フルオロポリマーに配合してもその架橋反応に影響を与えず、ゴム物性を損なうことがなく、高充填が可能であることなどの理由で、フルオロエラストマーに配合されている。このＭＴカーボンの粒子径は２００〜４００ｎｍ程度と大きいために、比表面積は小さく、加熱時の揮発分は０．１％以下、ｐＨ値は８〜１０程度とほぼ中性であり、カーボンブラック粒子の表面には酸素含有官能基はほとんど存在しない。
【００４９】
本発明の加熱定着部材表面、すなわち表面酸化処理されたカーボンブラックが分散されたフルオロエラストマー表層表面に外部から供給する不飽結合を有するジメチルシリコーンオイルとは、たとえば炭素間二重結合を有するジメチルシリコーンオイルのことであり、官能基としてビニル基、アリル基などを有するジメチルシリコーンオイルを考えることができるが、耐熱性に優れ、比較的入手しやすいことから、ビニル基を分子内に少なくとも１つ有するジメチルシリコーンオイルが好ましい。分子内に少なくとも１つビニル基を有するジメチルシリコーンオイルの分子構造としては、直鎖状のものが好ましく、その片末端あるいは両末端にビニル基が存在するものが特に好ましい。
【００５０】
このような不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルの塗布量としては、Ａ４用紙１枚に相当する面積あたり平均で０．０１〜１ｍｇの範囲であることが好ましい。０．０１未満であると、オイルの供給量が少なすぎて加熱定着部材表面全体に対して均一に塗布することが困難であり、好ましくない。また、１ｍｇを超えると、定着後画像である紙などの記録材表面にオイルべたつきが生じることがあり、好ましくない。
【００５１】
この０．０１〜１ｍｇ／Ａ４の量を供給する具体的な手段の１つとして、例えば耐熱性繊維にて形成されるウェブに予めオイルを含有させ、該ウェブを加熱定着部材に圧接しながらオイルを供給する手段を用いることができる。
【００５２】
フルオロエラストマー表層中に分散された表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面と、加熱定着部材表面に外部から供給される不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとの反応機構としては、カーボンブラック粒子表面に存在する酸素含有官能基から放出される水素イオンが、シリコーンオイルの不飽和結合の部分に付加し、水素イオンが付加したシリコーンオイルとカーボンブラック粒子表面に残された酸素イオン（−Ｏ−）が反応し、化学結合が形成されると考えられる。したがって、フルオロエラストマー表層上に不飽和結合を有していたジメチルシリコーンオイルからなる最表層をイオン反応によって生じる化学結合を介して形成することができる。紙などの記録材上に静電的に形成されたトナー画像を定着させるために何千、何万枚も通紙する間に、最表層のシリコーンポリマーが摩耗によりフルオロエラストマー層から脱離しても、摩耗することにより露出する表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面に外部から供給される不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルがイオン反応し、最表層シリコーンポリマー層を常時形成、あるいは修復することができるため、使用耐久性の高い定着装置を実現することができる。
【００５３】
表面酸化処理されたカーボンブラックのｐＨ値は、２〜４の範囲であることが好ましい。２未満のものは入手困難であり、４を超えるものは放出される水素イオン濃度が低いために、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとのイオン反応性が低く、あるいは反応量が少なり、好ましくない。また、表面酸化処理されたカーボンブラックの比表面積（ＳＴＳＡ）は、５０〜４００ｍ２／ｇの範囲であることが好ましい。５０未満の場合には比表面積が小さく、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとの十分な反応部位が得られないことがあり好ましくない。
【００５４】
また、表面酸化処理されたカーボンブラックの配合量は、架橋することによりフルオロエラストマーとなるフルオロポリマー１００質量部に対して、０．１〜５質量部の範囲であることが好ましい。０．１未満の場合には、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルとの十分な反応部位が得られないことがあり好ましくない。５を超える場合には、フルオロエラストマー表層の表面エネルギー的なトナーリリース性に大きな悪影響を及ぼすことがあり好ましくない。
【００５５】
本発明の加熱定着部材の表層を構成するフルオロエラストマーのポリマー種としては、たとえばビニリデンフルオライド系フルオロポリマー、すなわちビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの二元共重合体、あるいはビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとの三元共重合体からなるフルオロポリマー、または、ビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの三元共重合体を挙げることができ、特に限定されるものではないが、分子内にヨウ素および臭素の少なくとも何れか一方を有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体（フルオロポリマー）をラジカル架橋したフルオロエラストマーを表層に用いることが望ましい。このフルオロエラストマーは、他のポリマー種からなるフルオロエラストマーよりも表面エネルギーがやや低いために、優れた柔軟性および耐キズ性・耐摩耗性とともに、比較的良好なトナーリリース性が得られる。
【００５６】
このような分子内にヨウ素および臭素の少なくとも何れか一方を有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体は公知の方法で合成できる。また、このような三元共重合体は市販されており、例えば、‘ダイエル LT302’（ダイキン工業（株）製）、‘バイトン GLT’、‘バイトンGLT-305’、‘バイトンGLT-505’、‘バイトンGFLT’、‘バイトンGFLT-300’、‘バイトンGFLT-301’、‘バイトンGFLT-501’、‘バイトンGFLT-600’（デュポン  ダウ  エラストマー  ジャパン（株）製）等を挙げることができる。
【００５７】
本発明において使用することが望ましいフルオロポリマーは、分子鎖末端又は側鎖にヨウ素または臭素を導入したタイプのもので、架橋はヨウ素または臭素原子の引き抜き反応により行われる。本発明の実施において架橋は、架橋助剤及び架橋剤である有機過酸化物を用いて行うことが好ましい。
【００５８】
加熱定着部材のフルオロエラストマー表層を成形するにあたって、まずフルオロポリマーに少なくとも架橋剤、架橋助剤、および表面酸化処理されたカーボンブラックが分散された層（フルオロポリマー層）を形成する。このフルオロポリマー層の表面は平滑性に優れたものにするほうが好ましい。なぜなら、フルオロポリマー層の表面が、この面上に形成されるシリコーンポリマー最表層表面の平滑性をほぼ決定するため、表面の平滑性がよくなければ、定着後画像に表面の凹凸が転写し、高画質なトナー定着画像が得られないからである。
【００５９】
円筒基材内部に加熱源を配置し、その熱によりトナーを軟化し、記録材に圧着させるため、円筒基材からトナー接触面への熱伝達性の見地から、フルオロポリマー層は薄く形成する必要がある。また、外部に加熱源を配置した定着装置においても、表層の熱容量の観点から、フルオロポリマー層は薄く形成するほうが好ましい。
【００６０】
層の厚みが薄く、表面平滑性の優れた層を形成する際、加工法としては、コーティング法が適している。コーティング方法としては、少なくともフルオロポリマー、架橋剤、架橋助剤を有機溶媒に溶解し、かつ表面酸化処理されたカーボンブラックを同じ有機溶剤に分散し、コーティング用溶液を調整する。このコーティング用溶液をブレードコート、リングコート、スプレーコート、ディッピングなどにより円筒基材上に均一に塗布・乾燥することでフルオロポリマー中に少なくとも架橋剤、架橋助剤、および表面酸化処理されたカーボンブラックが分散されたフルオロポリマー層を形成することができる。しかし、このコーティング法を使用する場合、フルオロポリマー層をラジカル架橋する際、オーブン架橋等の常圧熱気架橋を行うと、空気中の酸素により硬化阻害が生じることがあるが、フルオロポリマー表面に加熱状態、すなわち５０℃〜２５０℃の液状シリコーンポリマーを接触させて架橋させれば、酸素を遮断し、硬化阻害を起こすことなくラジカル架橋させることができる。また、フルオロポリマーとして、分子内にヨウ素および臭素の少なくとも何れか一方を有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体を用いれば、若干のラジカル反応性がある表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面部分とだけではなく、フルオロエラストマーとも液状シリコーンポリマーがラジカル反応し、最表層としてシリコーンポリマーを化学結合で導入することができるのでより好ましい。結合形態としては、表層側は、表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面、およびフルオロポリマーのラジカル架橋点であるヨウ素または臭素が脱離する部分または架橋助剤のラジカル反応点であるビニル基の部分と、液状シリコーンポリマー側は多数存在するメチル基の部分、または液状シリコーンポリマーがビニル基を有する場合はビニル基の部分がラジカル反応し、表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面およびフルオロエラストマーと、シリコーンポリマーが化学結合していると考えられる。化学結合していない場合は、トルエンなどのシリコーンポリマーと親和性のある溶剤でフルオロエラストマー表面を拭き取れば、最表層のシリコーンポリマーはほぼ完全に除去される。しかしながら本発明では、シリコーンポリマーが表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面、およびポリマー種として分子内にヨウ素および臭素の少なくとも何れか一方を有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体を用いた場合はフルオロエラストマーとも化学結合しているために、除去されずに最表層としてフルオロエラストマー表層上に残存することになる。
【００６１】
表層フルオロポリマー架橋時の表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面と液状シリコーンポリマーのラジカル反応性および反応量は、カーボンブラック粒子の比表面積と、粒子表面に存在する酸素含有官能基の量、すなわちｐＨなどにより変化する。ｐＨ値については一概にいえないが、比表面積は大きいほど、ラジカル反応量は多くなると考えられる。ただし、ラジカル反応量が多い表面酸化処理されたカーボンブラック、すなわち比表面積（ＳＴＳＡ）が４００ｍ２／ｇを超える表面酸化処理されたカーボンブラックをフルオロポリマーに分散すると、フルオロポリマー中に分散させた架橋剤の大部分が、カーボンと反応してしまい、フルオロポリマーのラジカル架橋を阻害する効果が大きく、架橋剤の量を増やしても架橋できなくなることがあるので好ましくない。
【００６２】
また、フルオロポリマー種として分子内にヨウ素および臭素の少なくとも何れか一方を有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルの三元共重合体を用いれば、前述したように若干のラジカル反応性がある表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面部分とだけではなく、フルオロエラストマーとも液状シリコーンポリマーがラジカル反応し、最表層としてシリコーンポリマーを化学結合で導入することができる。フルオロポリマーと液状シリコーンポリマーの界面における反応性は、両者の親和性に影響される。つまり、親和性が高いほど反応性が高く、逆に親和性が低いほど反応性は低くなる。例えば、一般に表層として用いられているビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの二元共重合体、あるいはビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとの三元共重合体からなるフルオロポリマーと液状シリコーンポリマーでは、両者の親和性があまりにも低いためにラジカル反応が起こりにくく、表層の表面部分においてフルオロポリマーの架橋反応が優先的に起こり、フルオロエラストマーとシリコーンポリマーの反応は殆ど起こらないという結果になる。ただし、表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面とはラジカル反応し、シリコーンポリマー最表層が形成される。しかしながら、本発明で使用することが好ましいビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体からなるフルオロポリマーは、一般に用いられているフルオロポリマーに比べると、シリコーンポリマーとの親和性が比較的高く、表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面とだけではなく、フルオロエラストマーともシリコーンポリマーが反応し、化学結合で導入されるので、より望ましい。
【００６３】
表層フルオロエラストマーのラジカル架橋に用いる液状シリコーンポリマーの粘度は特に限定されるものではないが、一般的に市販されているものとしては、０．５〜１００万ｍｍ２／ｓ（２５℃）程度であり、加工の便宜上、１０〜１万ｍｍ２／ｓ（２５℃）が好ましい。また、液状シリコーンポリマーの種類としては、耐熱性の観点から無官能ジメチルシリコーンポリマーまたはビニル基を少なくとも１つ含有するジメチルシリコーンポリマーが好ましい。さらに化学構造としては、直鎖状のジメチルシリコーンポリマーまたはビニル基を少なくとも１つ含有する直鎖状のジメチルシリコーンポリマーがより望ましい。
【００６４】
フルオロエラストマー表層上には、シリコーンポリマー１分子が存在すると考えられることから、最表層シリコーンポリマーの厚みは、シリコーンポリマーの鎖長より短く、１〜１００ｎｍ程度であると考えられる。フルオロエラストマー表層上にシリコーンポリマーが最表層として存在することにより、初期において、表面エネルギーが低く、トナーリリース性に優れた加熱定着部材を得ることができる。
【００６５】
フルオロエラストマー表層の厚みとシリコーンポリマー最表層の厚みの合計を５〜１００μmの範囲にすることで、トナー接触面への熱伝達性に優れた加熱定着部材を得ることができる。５μm未満の場合は、フルオロエラストマー表層とシリコーンポリマー最表層の機能を十分に発揮できない可能性がある。１００μmを超える場合は、トナー接触面への熱伝達性が悪くなることがあり、好ましくない。
【００６６】
フルオロポリマー層に分散させる架橋助剤としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどを挙げることができ、特にトリアリルイソシアヌレートが好ましく用いられる。
【００６７】
この架橋助剤の配合量は特に限定されないが、フルオロポリマー成分１００重量部に対して、通常０．５〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部である。ただし、本発明のように溶剤に溶解し、コーティング溶液として使用する場合は、この数倍量用いることもある。
【００６８】
同じくフルオロポリマー層に分散させる架橋剤である有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、ビス（2,4−ジクロロベンゾイル）パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ（t−ブチルパーオキシ）ヘキサンなどを挙げることができ、特に分解温度の低いベンゾイルパーオキサイドが好ましく用いられる。また、配合量は特に限定されないが、フルオロポリマー成分１００重量部に対して、通常０．５〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部である。ただし、本発明のように溶剤に溶解し、コーティング溶液として使用する場合は、この数倍量用いることもある。架橋剤としてベンゾイルパーオキサイドを用い、かつ加熱状態の液状シリコーンポリマー温度を１１０℃〜２５０℃の範囲に設定すれば、フルオロエラストマー表層上に充分量均一にシリコーンポリマー最表層を化学結合によって導入可能であるが、液状シリコーンポリマーの温度が、ベンゾイルパーオキサイドの分解温度である１１０℃未満であると、フルオロポリマーを効果的にラジカル架橋できないことがあり、２５０℃以上であると液状シリコーンポリマーが熱劣化するという不都合が生じる。
【００６９】
上記フルオロポリマー、架橋助剤、架橋剤、および表面酸化処理されたカーボンブラックを少なくとも含有する溶液をコーティングする際、これらが溶剤に完全に溶解あるいは分散し、コーティング工程の終始にわたって溶解あるいは分散したままであることが望ましい。適切な溶剤として例えば、メタノール、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンなどの極性溶剤、ならびにジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル２ピロリドンなどを挙げることができ、特にメチルイソブチルケトンを用いることが望ましい。また、溶剤は全固形成分濃度が５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％になるように添加するのが望ましい。
【００７０】
本発明の加熱定着部材の製造方法として、例えば次のような工程を示すことができる。分子内にヨウ素を含有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレン、およびパーフルオロメチルビニルエーテルの三元共重合体からなるフルオロポリマー、架橋助剤であるトリアリルイソシアヌレート、架橋剤であるベンゾイルパーオキサイドを溶剤であるメチルイソブチルケトンに溶解し、さらに表面酸化処理されたカーボンブラックを同じ溶剤にガラスビーズ等を用いて攪拌することにより分散し、コーティング溶液を調製する。次に、プライマーをあらかじめ均一に塗布、乾燥させた円筒基材（耐熱性弾性体層があらかじめ形成されている金属製ローラ基材、あるいは金属製または樹脂製ベルト基材）を水平に固定し、回転させながらコーティング溶液を円筒基材の外周に均一に塗布する。所望の量を塗布した後、一定の回転数で室温において放置し、ある程度溶剤を蒸発させながら、レベリングさせる。その後、５０℃で２時間乾燥し、２００℃に加熱した液状シリコーンポリマー中に１時間浸漬して一次架橋を行うことにより酸素による硬化阻害を生じることなく、かつ、フルオロエラストマー表層上に最表層としてシリコーンポリマー層を化学結合によって導入することができる。一次架橋後、液状シリコーンポリマー中から取り出し、加熱オーブン中での二次架橋を行うことにより加熱定着部材を製造することができる。
【００７１】
このようにして得られる加熱定着部材の一形態である定着ローラの断面図を図１に、また別の形態である定着ベルトの断面図を図２に示す。図１において１はアルミ等の金属からなるローラ基材、２は従来のシリコーンゴム等からなる耐熱性および熱伝導性を有する弾性体層、３はフルオロエラストマーからなる表層、４はシリコーンポリマーからなる最表層である。図２において５は金属製または樹脂製ベルト基材、２は従来のシリコーンゴム等からなる耐熱性および熱伝導性を有する弾性体層、３はフルオロエラストマーからなる表層、４はシリコーンポリマーからなる最表層である。なお、本発明の加熱定着部材は上記４層構造に限定されるものではなく、２のシリコーンゴム等からなる耐熱性および熱伝導性を有する弾性体層のない３層構造、あるいは５層以上の多層構造であってもよいが、加熱定着部材としての機能上、４層構造であることが好ましい。
【００７２】
次に、本発明の定着装置を説明する。本発明の定着装置は、電子写真画像形成装置に用いる定着装置であって、少なくとも前述のような加熱定着部材と、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを供給する供給手段が配置されているものである。電子写真画像形成装置としては、感光体、潜像形成手段、形成した潜像をトナーで現像する手段、現像したトナー像を転写材に転写する手段、および、転写材上のトナー像を定着する手段等を有する電子写真画像形成装置が挙げられる。
【００７３】
本発明の定着装置の一例について図３に構成図を示す。定着装置には、加熱定着部材の一形態である定着ローラ６、および加圧ベルト７が配置されている。そして、定着ローラ６の内側にはハロゲンヒーター８が組み込まれている。
【００７４】
定着ローラ６は矢印方向に所定の周速度で回転駆動し、加圧ベルト７もそれに合わせて矢印方向に回転駆動する。そして、紙またはＯＨＰシートなどの記録材９は矢印の方向に搬送される。カラー未定着トナー画像１０は、定着ローラ６と加圧ベルト７の間に形成されるニップ部を通過する際、ハロゲンヒーター８からの熱と、定着ローラ６と加圧ベルト７間の圧力が加えられ、記録材１５上に定着される。
【００７５】
定着温度は、定着ローラ６の表面温度をサーミスタ１１により測定された温度をもとに、ハロゲンヒーター８の出力が制御され、設定温度に保たれている。定着ローラ６の表面温度（定着温度）は特に限定されないが、通常、１３０〜２５０℃程度であり、本実施例では１９０℃に設定した。
【００７６】
定着ローラ６には、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを塗布し、かつ定着ローラ６の表面に付着したトナー等の汚れをクリーニングするための耐熱性繊維からなるウェブユニット１２が接するように配置されている。
不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルの２５℃における粘度は、１００〜２００００ｍｍ２／ｓの範囲であることが好ましい。１００ｍｍ２／ｓ未満の場合は、粘度が低すぎるために、ウェブユニット１２にオイルを保持しづらく、すぐに加熱定着部材表面にオイルが移行してしまうために、常時一定量オイルを塗布することが難しいことがあり、好ましくない。逆に２００００ｍｍ２／ｓを超える場合は、粘度が高すぎるために、加熱定着部材表面にオイルが移行しずらいために、オイルを塗布することが難しいことがあり、好ましくない。なお、本発明の実施例では、４００ｍｍ２／ｓ（２５℃）の直鎖状で、両末端にビニル基を有するジメチルシリコーンオイル（信越化学工業（株）製）を用いた。
【００７７】
また、本実施例では、定着ローラ６表面に供給されるオイル塗布量は、約０．２ｍｇ／６２１ｃｍ２（Ａ４相当）になるようにウェブユニット１２を構成および調整した。
【００７８】
上記ウェブユニット１２は、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを塗布し、かつトナー等の汚れをクリーニングするウェブ１３と、このウェブ１３を加熱定着部材の一形態である定着ローラ６表面に押し当てる弾性体ローラ１４で構成されている。耐熱性繊維からなるウェブ１３は矢印の方向に少しずつ巻き取られる。
【００７９】
加圧ベルトの内側には、ニップを確保するためのローラ１５、および記録材を分離させるためのローラ１６が配置されている。
【００８０】
また、本発明の定着装置のもう一つの例について図４に構成図を示す。定着装置２には、加熱定着部材の一形態である定着ベルト１７および加圧ローラ１８が配置されている。そして、定着ベルト１７の内側には発熱体（セラミックヒーター）１９と、この発熱体１９を支持するとともに定着ベルト１７の移動をガイドするベルトガイド部材２０と、定着ベルト１７をウェブ１３に押し当てるためのローラ２１が配置されている。
【００８１】
加圧ローラ１８は矢印方向に所定の周速度で回転駆動し、定着ベルト１７もそれに合わせて矢印方向に回転駆動する。そして、紙またはＯＨＰシートなどの記録材９は矢印の方向に搬送される。カラー未定着トナー画像１０は、定着ベルト１７と加圧ローラ１８の間に形成されるニップ部を通過する際、発熱体１９からの熱と、定着ベルト１７と加圧ローラ１８間の圧力が加えられ、記録材９上に定着される。
【００８２】
定着温度は、定着ベルト１７の表面温度をサーミスタ１１により測定された温度をもとに、発熱体１９の出力が制御され、設定温度に保たれている。定着ベルト１７の表面温度（定着温度）は特に限定されないが、通常、１３０〜２２０℃程度であり、本実施例では１８０℃に設定した。
【００８３】
加熱定着部材の一形態である定着ベルト１７には、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを塗布し、かつ定着ベルト１７の表面に付着したトナー等の汚れをクリーニングするための耐熱性繊維からなるウェブユニット１２が接するように配置されている。
【００８４】
なお本発明の定着装置は、ローラ形状またはベルト形状の加熱定着部材と、加熱定着部材表面に不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルを供給する手段を有していればよく、図３あるいは図４に示したものに限られない。
【００８５】
定着装置の耐久性評価は、本発明の実施例において、記録材９上に形成された未定着カラートナー画像１０（キヤノン（株）製のＣＬＣ９００を用いて作製）を１０万枚まで通紙し、定着後画像にトナーオフセットが発生するかどうか、発生した場合はそのトナーオフセット発生枚数により評価した。
【００８６】
以下に、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下特に明記しない限り、試薬等は市販の高純度品を用いた。また、十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠して測定した。
【００８７】
（実施例１）
分子内にヨウ素を含有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルの三元共重合体からなるフルオロポリマー（商品名：ダイエルＬＴ３０２、ダイキン工業（株）製）１００質量部と、平均粒子径が１２ｎｍで、比表面積（ＳＴＳＡ）が２９４ｍ２／ｇ、ｐＨが２．１、加熱時の揮発分が９．５％の表面酸化処理されたカーボンブラック（Raven 5750 Powder、コロンビアン・ケミカルス・カンパニー製）１質量部と、架橋剤であるベンゾイルパーオキサイド（２５％含水品、キシダ化学（株）製）４質量部と、架橋助剤であるトリアリルイソシアヌレート（商品名：ＴＡＩＣ、日本化成（株）製）４質量部とを、溶剤であるメチルイソブチルケトンにポリマー成分濃度が２５質量％となるよう溶解あるいは分散し、フルオロポリマーのコーティング溶液を調製した。
【００８８】
次に、アルミからなる金属製ローラ（外径：５８ｍｍ、内径：３４ｍｍ）上に、プライマーを介して、２ｍｍの厚さの耐熱性シリコーンゴムからなる弾性体層を形成した。
【００８９】
このシリコーンゴム層表面に紫外線を照射し（ＵＶ照射装置、ハリソン東芝ライティング（株）製）、その後ローラを水平に固定し、回転させながらアミノシラン化合物のアルコール系溶液（MEGUM 3290、Chemetall社製）をスプレーコートすることで均一に塗布し、所望の量を塗布した後、一定の回転数で室温において３０分間放置し、溶剤を蒸発させることで厚み約１μmの接着層であり、かつフルオロポリマーコーティング溶液中の架橋剤と架橋助剤のシリコーンゴム層への移行を阻止する層（バリア層）を形成した。
【００９０】
次に、この接着と架橋剤・架橋助剤バリア機能のある層を形成したローラを水平に固定し、回転させながら調製したフルオロポリマーのコーティング用溶液をローラの外周にブレードコートで均一に塗布した。所望の量を塗布した後、一定のローラ回転数で室温において放置し、ある程度溶媒を蒸発させながら、レベリングさせた。
【００９１】
その後、５０℃で２時間乾燥し、２００℃に加熱した粘度３００ｍｍ２／ｓ（２５℃）の液状ジメチルシリコーンポリマー（商品名：ＫＦ−９６ＳＳ−３００ｃｓ，信越化学工業（株）製）に１時間浸漬させ、一次架橋を行い、その後液状シリコーンポリマーから取り出し、トルエンでローラ表面に存在する過剰の液状シリコーンポリマーを除いてからオーブン中において１８０℃で２４時間二次架橋を行い、加熱定着部材の一形態である定着ローラ１を作製した。
【００９２】
このローラのシリコーンポリマー最表層の十点平均表面粗さＲｚは１μm以下、フルオロエラストマー表層とシリコーンポリマー最表層の厚みの合計は５０μmであった。
【００９３】
この定着ローラ１の表面を、メチルエチルケトンを含浸させた布で拭いても光沢がなくならなかったことから、酸素による硬化阻害は起こらず、架橋反応が進行したことを確認した。また、この定着ローラ表面に対する粘度１００ｍｍ２／ｓ（２５℃）のジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＦ−９６−１００ｃｓ、信越化学工業（株）製）の濡れ性が良好なことから、シリコーンポリマー最表層がフルオロエラストマー表層と化学結合していることを確認した。
【００９４】
[初期評価例]
上記フルオロポリマーのコーティング溶液を、アルミ板上に乾燥後に厚みが５０μｍになるように均一に塗布し、室温において放置し、ある程度溶媒を蒸発させ、５０℃のオーブン中で２時間乾燥させた後、２００℃に加熱した粘度３００ｍｍ２／ｓ（２５℃）の液状ジメチルシリコーンポリマー（商品名：ＫＦ−９６ＳＳ−３００ｃｓ、信越化学工業（株）製）中に１時間浸漬させ、一次架橋を行い、その後液状シリコーンポリマーから取り出し、トルエンで表面に過剰に存在する液状シリコーンポリマーを取り除いてからオーブン（常圧熱空気）中において１８０℃で２４時間二次架橋を行い、サンプルを作製した。このサンプルの十点平均表面粗さは、１μｍ以下であった。
【００９５】
このサンプルの表面をメチルエチルケトンを含浸させた布で拭いても光沢がなくならなかったことから、酸素による硬化阻害は起こらず架橋反応が進行したことを確認した。
【００９６】
また、このサンプル最表面のＥＳＣＡによる元素分析（分析装置商品名：Ｑｕａｎｔｕｍ２０００  アルバック・ファイ（株）製）を行った結果、Ｓｉ元素が多数存在し、シリコーンポリマーが存在することがわかった。このことから、シリコーンポリマー最表層が化学結合により形成されていることを確認した。しかしながら、ＳＥＭによる元素分析（分析装置商品名：ＪＳＭ−５８００ＬＶ型、日本フィリップス（株）製、ＥＰＭＡ：日本フィリップス（株）製ＤＸ−Ｐｒｉｍｅ型）ではＳｉ元素を検出できなかった。
【００９７】
深さ方向の検出範囲がミクロンオーダーであるＳＥＭによる元素分析では検出されず、ナノオーダーであるＥＳＣＡによる元素分析では検出されたことから、最表層のシリコーンポリマー層はサブミクロンからナノオーダーの範囲の厚みであることがわかった。また、このサンプル表面に対する粘度１００ｍｍ２／ｓ（２５℃）のジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＦ−９６−１００ｃｓ、信越化学工業（株）製）の接触角を室温（２５℃）において測定したところ、５°以下であり、シリコーンオイルの濡れ性が良好であることがわかった。
【００９８】
[耐久性評価]
作製した定着ローラ１を図３に示した定着装置１に配置した。この定着装置に記録材９上に形成された未定着カラートナー画像１０を１０万枚まで通紙し、定着後画像にトナーオフセットが発生するかどうか、発生した場合はそのトナーオフセット発生枚数により評価した。
【００９９】
（実施例２）
平均粒子径が１３ｎｍで、比表面積（ＳＴＳＡ）が２２３ｍ２／ｇ、ｐＨが２．５、加熱時の揮発分が５％の表面酸化処理されたカーボンブラック（Raven 3500 Powder、コロンビアン・ケミカルス・カンパニー製）を１質量部配合すること以外は、実施例１と同様にして定着ローラ２を作製した。
【０１００】
この定着ローラ２の表面を、メチルエチルケトンを含浸させた布で拭いても光沢がなくならなかったことから、酸素による硬化阻害は起こらず、架橋反応が進行したことを確認した。また、ローラ表面に対する粘度１００ｍｍ２／ｓ（２５℃）のジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＦ−９６−１００ｃｓ、信越化学工業（株）製）の濡れ性が良好なことから、シリコーンポリマー最表層がフルオロエラストマー表層と化学結合していることを確認した。
【０１０１】
[耐久性評価]
作製した定着ローラ２を図３に示した定着装置１に配置した。この定着装置に記録材９上に形成された未定着カラートナー画像１０を１０万枚まで通紙し、定着後画像にトナーオフセットが発生するかどうか、発生した場合はそのトナーオフセット発生枚数により評価した。
【０１０２】
（実施例３）
平均粒子径が２１ｎｍで、比表面積（ＳＴＳＡ）が１１５ｍ２／ｇ、ｐＨが２．５、加熱時の揮発分が２．７％の表面酸化処理されたカーボンブラック（Raven 1255 Powder、コロンビアン・ケミカルス・カンパニー製）を２質量部配合すること以外は、実施例１と同様にして定着ローラ３を作製した。
【０１０３】
この定着ローラ３の表面を、メチルエチルケトンを含浸させた布で拭いても光沢がなくならなかったことから、酸素による硬化阻害は起こらず、架橋反応が進行したことを確認した。また、ローラ表面に対する粘度１００ｍｍ２／ｓ（２５℃）のジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＦ−９６−１００ｃｓ、信越化学工業（株）製）の濡れ性が良好なことから、シリコーンポリマー最表層がフルオロエラストマー表層と化学結合していることを確認した。
【０１０４】
[耐久性評価]
作製した定着ローラ３を図３に示した定着装置１に配置した。この定着装置に記録材９上に形成された未定着カラートナー画像１０を１０万枚まで通紙し、定着後画像にトナーオフセットが発生するかどうか、発生した場合はそのトナーオフセット発生枚数により評価した。
【０１０５】
（実施例４）
平均粒子径が３０ｎｍで、比表面積（ＳＴＳＡ）が６５ｍ２／ｇ、ｐＨが２．４、加熱時の揮発分が１．６％の表面酸化処理されたカーボンブラック（Raven 1060 Powder、コロンビアン・ケミカルス・カンパニー製）を４質量部配合すること以外は、実施例１と同様にして定着ローラ４を作製した。
【０１０６】
この定着ローラ４の表面を、メチルエチルケトンを含浸させた布で拭いても光沢がなくならなかったことから、酸素による硬化阻害は起こらず、架橋反応が進行したことを確認した。また、ローラ表面に対する粘度１００ｍｍ２／ｓ（２５℃）のジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＦ−９６−１００ｃｓ、信越化学工業（株）製）の濡れ性が良好なことから、シリコーンポリマー最表層がフルオロエラストマー表層と化学結合していることを確認した。
【０１０７】
[耐久性評価]
作製した定着ローラ４を図３に示した定着装置１に配置した。この定着装置に記録材９上に形成された未定着カラートナー画像１０を１０万枚まで通紙し、定着後画像にトナーオフセットが発生するかどうか、発生した場合はそのトナーオフセット発生枚数により評価した。
【０１０８】
（実施例５）
分子内にヨウ素を含有するビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンの三元共重合体からなるフルオロポリマー（商品名：ダイエルＧ９０２、ダイキン工業（株）製）１００質量部を用いること以外は、実施例１と同様にして、定着ローラ５を作製した。
【０１０９】
この定着ローラ５の表面を、メチルエチルケトンを含浸させた布で拭いても光沢がなくならなかったことから、酸素による硬化阻害は起こらず、架橋反応が進行したことを確認した。また、ローラ表面に対する粘度１００ｍｍ２／ｓ（２５℃）のジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＦ−９６−１００ｃｓ、信越化学工業（株）製）の濡れ性が比較的良好なことから、シリコーンポリマー最表層がフルオロエラストマー表層中の表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面と化学結合していることを確認した。
【０１１０】
[耐久性評価]
作製した定着ローラ５を図３に示した定着装置１に配置した。この定着装置に記録材９上に形成された未定着カラートナー画像１０を１０万枚まで通紙し、定着後画像にトナーオフセットが発生するかどうか、発生した場合はそのトナーオフセット発生枚数により評価した。
【０１１１】
（実施例６）
まず、外周面にプライマー処理を施した厚み５０μmのポリイミドベルト基材（外径２９．８ｍｍ）上に、厚み２００μｍの耐熱性シリコーンゴム層を形成した。次に、このシリコーンゴム層表面に紫外線を照射し（ＵＶ照射装置、ハリソン東芝ライティング（株）製）、その後ベルトを水平に固定し、回転させながらアミノシラン化合物のアルコール系溶液（MEGUM 3290、Chemetall社製）をスプレーコートすることで均一に塗布し、所望の量を塗布した後、一定の回転数で室温において３０分間放置し、溶剤を蒸発させることで厚み約１μmの接着と架橋剤・架橋助剤のバリア機能をもつ層を形成した。
【０１１２】
この接着およびバリア機能をもつ層を形成したベルトを水平に固定し、回転させながら実施例４で調製したフルオロポリマーのコーティング溶液をベルトの外周にブレードコートで均一に塗布した。所望の量を塗布した後、一定の回転数で室温において放置し、ある程度溶剤を蒸発させながら、レベリングさせた。その後、５０℃で２時間乾燥し、２００℃に加熱した粘度３００ｍｍ２／ｓの液状ジメチルシリコーンポリマー（商品名：ＫＦ−９６ＳＳ−３００ｃｓ，信越化学工業（株）製）中に１時間浸漬させ、一次架橋を行い、その後液状シリコーンポリマーから取り出し、トルエンでベルト表面に過剰に存在する液状シリコーンポリマーを取り除いてからオーブン（常圧熱空気）中において１８０℃で２４時間二次架橋を行い、定着ベルト１を作製した。
【０１１３】
このベルトのシリコーンポリマー最表層の十点平均表面粗さは１μm以下、フルオロエラストマー表層とシリコーンポリマー最表層の厚みの合計は５０μmであった。
【０１１４】
また、メチルエチルケトンを含浸させた布で得られた定着ベルト１の表面拭いても光沢がなくならなかったことから、酸素による硬化阻害は起こらず、架橋反応が進行したことを確認した。また、このベルト表面に対する粘度１００ｍｍ２／ｓ（２５℃）のジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＦ−９６−１００ｃｓ、信越化学工業（株）製）の濡れ性が良好なことから、シリコーンポリマー最表層がフルオロエラストマー表層と化学結合していることを確認した。
【０１１５】
[耐久性評価]
作製した定着ベルト１を図４に示した定着装置２に配置した。この定着装置に記録材９上に形成された未定着カラートナー画像１０を１０万枚まで通紙し、定着後画像にトナーオフセットが発生するかどうか、発生した場合はそのトナーオフセット発生枚数により評価した。
【０１１６】
（比較例１）
カーボンブラックとして、ミディアムサーマルカーボンブラック（Thermax N-990、Cancarlb Ltd.製）を４質量部配合すること以外は、実施例１と同様にして定着ローラ６を作製し、この定着ローラ６を配置した定着装置の耐久性を実施例１と同様にして評価した。
【０１１７】
（比較例２）
実施例４で作製した定着ローラ４を図３に示した定着装置１に配置し、ウェブに予め含浸させるシリコーンオイルを不飽和結合を有していない無官能ジメチルシリコーンオイル（ＫＦ９６−３００ｃｓ、信越化学工業（株）製）にすること以外は、実施例４と同様にして定着装置の耐久性を評価した。
【０１１８】
（比較例３）
カーボンブラックとして、ミディアムサーマルカーボンブラック（Thermax N-990、Cancarlb Ltd.製）を４質量部配合すること以外は、実施例６と同様にして定着ベルト２を作製し、この定着ベルト２を配置した定着装置の耐久性を実施例６と同様にして評価した。
【０１１９】
（比較例４）
実施例６で作製した定着ベルト１を図４に示した定着装置２に配置し、ウェブに予め含浸させるシリコーンオイルを不飽和結合を有していない無官能ジメチルシリコーンオイル（ＫＦ−９６ＳＳ−３００ｃｓ、信越化学工業（株）製）にすること以外は、実施例６と同様にして定着装置の耐久性を評価した。
【０１２０】
実施例１〜６、および比較例１〜４の定着装置耐久性の評価結果を表１に示す。
【０１２１】
表１から、実施例１〜６の加熱定着部材におけるフルオロエラストマー表層中に表面酸化処理されたカーボンブラックが分散され、この加熱定着部材表面に不飽和結合を有するシリコーンオイルを塗布する手段を有する定着装置は、未定着カラートナー画像を１０万枚通紙しても、トナーオフセットは発生せず、その使用耐久性が高いことがわかる。これは、初期フルオロエラストマー表層上に存在する最表層シリコーンポリマーが摩耗しても、摩耗により表面に露出した表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面と、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルが反応し、シリコーンポリマー最表層が常時形成、または修復されるからであると考えられる。
【０１２２】
これに対して、比較例１および３の加熱定着部材におけるフルオロエラストマー表層中に表面酸化処理されたカーボンブラックが分散されていても、この加熱定着部材表面に無官能のジメチルシリコーンオイルを塗布する手段を有する定着装置は、未定着カラートナー画像を１万枚通紙した時点で、トナーオフセットが発生した。これは、無官能ジメチルシリコーンオイルが、表面酸化処理されたカーボンブラック粒子表面と反応しないために、初期に存在する最表層シリコーンポリマーが摩耗すると、最表層は再び形成されず、１万枚通紙時にトナーオフセットが発生したと考えられる。
【０１２３】
また、比較例２および４の加熱定着部材におけるフルオロエラストマー表層中に表面酸化処理されていないミディアムサーマルカーボン（ＭＴカーボン）が分散され、この加熱定着部材表面に不飽和結合を有するシリコーンオイルを塗布する手段を有する定着装置は、未定着カラートナー画像を２万枚通紙した時点で、トナーオフセットが発生した。これは、不飽和結合を有するジメチルシリコーンオイルが、表層フルオロエラストマーとは若干反応するが、ＭＴカーボン粒子表面とは反応しないために、２万枚通紙した時点でトナーオフセットが発生したと考えられる。
【０１２４】
なお、実施例１〜６の定着装置については、初期および１０万枚未定着カラートナー画像を通紙した時点においても、高画質なカラー定着画像が得られた。
【０１２５】
【表１】
2005157173.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明に関わる加熱定着部材の一形態である定着ローラの断面図である。
【図２】本発明に関わる加熱定着部材の一形態である定着ベルトの断面図である。
【図３】本発明に関わる定着装置１の構成図である。
【図４】本発明に関わる定着装置２の構成図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１  ローラ基材
２  耐熱性弾性体層
３  フルオロエラストマー表層
４  シリコーンポリマー最表層
５  ベルト基材
６  定着ローラ
７  加圧ベルト
８  ハロゲンヒーター
９  記録材
１０  カラー未定着トナー画像
１１  サーミスタ
１２  ウェブユニット
１３  ウェブ
１４  弾性体ローラ
１５  ローラ
１６  ローラ
１７  定着ベルト
１８  加圧ローラ
１９  発熱体
２０  ベルトガイド部材
２１  ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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